二级圆锥圆柱齿轮减速器设计

机械设计课程设计任务书

设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计内容:

（1）设计说明书（一份） （２)减速器装配图（１张) (３)减速器零件图（不低于3张

系统简图:

原始数据:运输带拉力 F=2100N ，运输带速度 s m 6.1=∨，滚筒直径 D=400mm

工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。环境最高温度３50C;允许运输带速度误差为±5%，

小批量生产。

设计步骤：

一、 选择电动机和计算运动参数

(一) 电动机的选择

1. 计算带式运输机所需的功率:P w =

1000FV =1000

6

.12100⨯＝３．36kw 2. 各机械传动效率的参数选择:1η＝0.99(弹性联轴器）, 2η=0.9８(圆锥滚

子轴承），3η=0.96（圆锥齿轮传动)，4η＝0.９7(圆柱齿轮传动）,5η=0.9６(卷筒）.

所以总传动效率:∑η=2

1η4

2η3η4η5η

＝96.097.096.098.099.042⨯⨯⨯⨯ =0．８08 3. 计算电动机的输出功率：d P =

∑

ηw

P =

808

.036

.3kw ≈4.1６kw 4. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围

∑'i =8~２５（华南理工大学出版社《机械设计课程设计》第二版朱文坚

黄平主编）,工作机卷筒的转速w n =400

14.36

.1100060d v 100060⨯⨯⨯=

⨯π＝76.４3 ｒ／m ｉn

，所以电动机转速范围为

min /r 75.1910~44.61143.7625~8n i n w d ）（）（’=⨯=

=∑。则电动机同步转速选择可选为 ７５0r/m ｉn ，1000r/min ，15０0r/min 。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系(3i i 25.0i ≤=I ∑I 且）,故首先选择750r/mi ｎ，电动机选择如表所示 表1

(二) 计算传动比:

1. 总传动比:420.943

.76720

n n i w m ≈==

∑ 2. 传动比的分配：I I I ∑⨯=i i i ，∑I =i 25.0i =355.2420.925.0=⨯<３，成立

355

.2420.9i i i ==

I ∑∏＝4 (三) 计算各轴的转速:

Ⅰ轴 r/m in 720n n m ==I Ⅱ轴 r/min 73.305355

.2720i n n ===

I I ∏ Ⅲ轴 r/min 43.764

73.305i n n ===

∏∏I I I (四) 计算各轴的输入功率:

Ⅰ轴 kw 118.499.016.41d =⨯==I ηP P

Ⅱ轴 kw 874.396.098.0118.432=⨯⨯==I ∏ηηP P

Ⅲ轴 42ηη∏I I I =P P =３.874×０．98×0.９７=3．68３ｋw 卷筒轴 kw 573.399.098.0683.312=⨯⨯==I I I ηηP P 卷 (五) 各轴的输入转矩

电动机轴的输出转矩mm 1052.5720

16

.41055.9n 1055.946m d 6

d •⨯=⨯⨯=⨯=N P T 故Ⅰ轴 =⨯==I 99.051778.51d ηT T 5.４62mm 104•⨯N

Ⅱ轴 mm 102103.110355.296.098.046260.5i 5432•⨯=⨯⨯⨯⨯==I I ∏N T T ηη Ⅲ轴 m m 10602.410497.098.021028.1i 5542•⨯=⨯⨯⨯⨯==∏∏I I I N T T ηη 卷筒轴 mm 10465.41099.098.0602.45512•⨯=⨯⨯⨯==∏N T T ηη卷

二、 高速轴齿轮传动的设计

(一) 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1. 按传动方案选用直齿圆锥齿轮传动

2. 输送机为一般工作机械,速度不高,故选用８级精度。

3. 材料选择 由《机械设计》第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的教材 表

1０—1选择小齿轮材料和大齿轮材料如下：

二者硬度差约为45ＨBS 。

4. 选择小齿轮齿数=1z 25,则：87

5.5825355.2z i z 12=⨯==I ，取59z 2=。实际齿比

36.225

59z z u 12===

5. 确定当量齿数 3

6.2tan cot u 21===δδ ∴

036.67964.2221==δδ， ∴ 14.27921.025cos z z 11v1===

δ,28.151390

.059

cos z z 22v2===δ 。 (二) 按齿面接触疲劳强度设计

[]()3

21

2

1u 5.0192.2d R

R H E KT Z Φ-Φ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥σ 1. 确定公式内的数值

1) 试选载荷系数8.1t =K

2) 教材表10—６查得材料弹性系数a 8.189MP Z E =（大小齿轮均采用锻钢） 3) 小齿轮传递转矩 =I T 5.462mm 104

•⨯N 4) 锥齿轮传动齿宽系数33.035.0b

25.0=Φ≤=

Φ≤R R R

，取。 5) 教材10—2１ｄ图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限a 570lim1MP H =σ；１0

—2１c 图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限a 390lim2MP H =σ。 6) 按

式

(

１

—

1

３

)

计

算

应

力

循

环

次

数

()9h 1110074.21030082172060j n 60⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==L N ;

89

1210788.836

.210074.2u ⨯=⨯==N N